Взгляд со звезд

Для создания подобной закрытой экосистемы требуются крайне сложные инновационные технологии, и об этом ярко пишет Ким Стэнли Робинсон в романе Icehenge [ «Айсхендж»]:
Решение проблем в биологической системе жизнеобеспечения похоже на игру. На самом деле это одна из лучших интеллектуальных игр. Во многом она напоминает шахматы… И чем больше я об этом думал, тем больше появлялось маленьких проблем, дополнявших крупные, и все эти проблемы громоздились друг на друга, создавая большую, взаимосвязанную сеть причин и следствий – в основном доступных для оценки, но не всегда… Игра. Самая сложная игра. И на сей раз люди решили играть наверняка.
На самом деле человечество уже предприняло такую попытку, запустив в 1991 году проект «Биосфера-2». Но этот эксперимент с искусственной экосистемой был прекращен менее чем через год, и ученые, которые находились внутри, были вынуждены выйти наружу. Из-за высокой концентрации углекислого газа в атмосфере закрытой экосистемы исследователи чувствовали снижение интеллектуальных способностей и ощущали слабость, словно просидели целый год в темнице. Более того, позднее выяснилось, что сами организаторы проекта участвовали в финансовых махинациях.
Было много причин, которые привели «Биосферу-2» к провалу, и главной из них оказались недостаточные размеры комплекса. «Только экосистема, сравнимая по размерам с Землей и обладающая соответствующими мощными и сложными экологическими циклами, способна поддерживать жизнь в долгосрочной перспективе», – написал я в «Блуждающей Земле». Это означало, что межзвездные перелеты, вполне возможно, будут осуществляться в больших масштабах.
Если мы рассматриваем крупномасштабный космический полет, то прежде всего думаем о том, чтобы превратить в корабль всю планету. Это грандиозная идея, но также самая нелепая, ведь в таком сценарии значительная часть тяги будет использована, чтобы придать ускорение материи, ускорять которую бессмысленно – материю в ядре планеты. Она нужна только для того, чтобы создать силу тяжести, но ведь на корабле ее можно заменить центробежной силой. Это быстрое и дешевое решение; да, центробежная сила – не настоящая гравитация, но она позволит кораблю сохранить атмосферу.
Второй план, естественно, заключается в том, чтобы построить огромный корабль. Мы можем представить себе корабль размером с Нью-Йорк или Шанхай, но если учесть время, в течение которого экосистема корабля должна поддерживать экипаж, а также вспомним про огромное количество растительности и жидкой воды, то станет ясно, что корабль станет больше этих городов – он должен быть небольшим миром, таким как «Рама» из одноименного романа Артура Кларка. Но для того чтобы создать такой корабль, понадобятся продвинутые технологии. Насколько нам известно, структура тонких корпусов соответствует одному правилу: чем больше тело, тем менее прочна поверхность. Грецкий орех – твердый объект, но если увеличить его диаметр в сто тысяч раз, то толщину его скорлупы нужно увеличить пропорционально, но при этом он, скорее всего, утратит прочность, если находится в поле тяготения Земли. И действительно, ученые и инженеры уже давно работают над проектами подобных больших космических городов, но у космических городов есть одно важное отличие от кораблей: корабли должны ускоряться, а при этом у них возникает та же самая проблема, что и у грецкого ореха в поле тяготения Земли. Как бы равномерно ни была приложена движущая сила, гигантский корабль должен создавать соответствующую гигантскую силу противодействия. Если брать в расчет технологии, которые можно вообразить на этот момент, становится ясно, что ни один материал не выдержит воздействия такой силы. Кроме того, этот план нарушает одно из главных табу подобных рискованных проектов: в соответствии с ним мы должны «положить все яйца в одну корзину», и, если произойдет катастрофа, которую не удастся избежать (как это часто бывает в космосе), все погибнет.
 
Недавно американский астронавт Джерри М. Линенджер написал книгу о своем пребывании на космической станции «Мир». Эта книга – классический образец надменности и предвзятого отношения, она наполнена злостной клеветой на русскую космическую программу. В ней, в частности, есть такой эпизод: когда космический шаттл «Атлантис» пристыковался к «Миру», атмосфера «Атлантиса» улучшила плохую атмосферу «Мира». Само по себе это не является доказательством, позволяющим очернять «Мир», ведь эта станция уже долго работала в независимом режиме. Но как бы то ни было, эта мысль подводит нас к третьему плану широкомасштабных космических перелетов: создание космического поезда. Представьте себе огромную группу, состоящую из большого числа кораблей стандартного размера; все они оснащены независимыми экосистемами и двигателями и могут летать самостоятельно. Конечно, каждая из этих маленьких экосистем обладает ограничениями и поэтому не способна поддерживать саму себя в долгосрочном периоде. Но в ходе путешествия все эти корабли организуются в единое целое, формируя огромную общую экосистему, которая может поддерживать себя в течение длительного времени. В то же время каждый корабль при необходимости может быстро отсоединиться от комплекса и лететь самостоятельно. Кроме того, корабли могут присоединяться в разных сочетаниях, больших и малых. Таким образом, если произошла катастрофа, она повлияет только на часть комплекса. И обратите внимание, что эта структура исключительно полезна для ведения боевых действий в космосе. Это совсем как воображаемый галактический поезд, но от обычного он отличается тем, что каждый вагон может стать локомотивом. И его части необязательно должны быть составлены в цепь; скорее всего, он будет иметь форму сферы или кольца. Можно предположить, что при длительных перелетах будет применен принцип тотальной респирации. Чтобы каждый корабль мог обеспечивать своих пассажиров в течение долгого времени, у него должны быть сложнейшие системы безопасности. При такой системе организации общая поверхность структуры может быть не меньше, чем у планеты, но благодаря структуре, похожей на улей, ее масса будет значительно меньше. Внутренняя структура комплекса, вероятно, не будет широкой и просторной, как у огромного корабля, а, скорее, должна напоминать большой лабиринт. Как смогут объединиться мини-экосистемы и как корабли будут координировать работу своих двигателей – интересная и сложная тема, но если мы обратим внимание на то, в каком направлении развиваются технологии в этот момент, станет ясно, что именно этот план, скорее всего, будет реализован.
Когда речь идет о масштабных космических перелетах, нужно учитывать еще и параметр времени. Возможно, этим огромным кораблям понадобится более десяти тысяч лет на то, чтобы добраться до звездной системы, а поиски систем, в которых есть пригодные для жизни планеты, могут занять тысячи лет, а может, даже сотни тысяч. Это, вероятно, изменит всю нашу концепцию космических путешествий. Космические перелеты перестанут быть путешествием, у которого есть начало и конец, но станут контекстом долгой истории, и корабли, летящие через космические глубины, превратятся в столь же вечный мир, как и тот, который они покинули – в единственный дом человечества. На корабле, где время идет медленно, пассажиры могут эволюционировать в совершенно другом направлении – в среде, которая совершенно не похожа на условия на Земле. Что бы ни было написано в некоторых романах, Землю не забудут окончательно, но когда сменится несколько сотен поколений, вечный полет станет нормальным состоянием людей во Вселенной. Даже если люди найдут пригодную для жизни систему, они воспользуются ее ресурсами для того, чтобы построить новые корабли и увеличить экипаж, и в конце концов он достигнет таких размеров, которое человечество не могло себе и представить.
Сейчас у нас есть четвертый план космических перелетов: «снежный ком». Предыдущие три требуют большого количества ресурсов, и неясно, готова ли Земля потратить их, чтобы отправить своих детей в полет, из которого они не вернутся. Но мы можем сначала построить корабль средних размеров и оснастить его так, чтобы он добрался до ближайшей звездной системы. Затем мы используем ресурсы этой системы, чтобы дополнить и увеличить корабль и экипаж. И так корабль – «снежный ком» полетит от одной остановки к другой, постепенно увеличиваясь в размерах, пока в конце концов не превратится в огромный мир… Но подождите, это слишком нереальный вариант, а сегодня мы говорим только о тех сценариях, которые с наибольшей вероятностью будут воплощены в жизнь.